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氯化钾镀锌故障分析
发布日期:2020-08-24 00:00:00    来源:

1 前言

氯化钾镀锌是由最早的无氰氯化铵镀液发展而来的一种无铵弱酸性光亮镀锌工艺。其优点是:(1)镀液导电性好,槽压低,节省电能;(2)镀层结晶细致、光亮、平整;(3)电流效率高,沉积速度快;(4)镀液分散能力好;(5)适用于铸件直接电镀;(6)废水处理简便,解决了环境污染的问题。因此,氯化钾镀锌在工业上得到了广泛应用。

但是,在日常生产中难免会发生质量故障,主要原因在于镀液维护不力,组分失调或受到有害杂质干扰,以及工件前处理不良。本文拟就氯化钾镀锌中常见故障的产生原因及其处理方法进行汇总和介绍。

2 各种常见故障的产生原因及其处理方法

2. 1 镀层不光亮

2. 1. 1 产生原因

(1) 镀液浓度过低(即氯化锌、氯化钾和硼酸的含量均低);

(2) 光亮剂不足;

(3) pH 过高;

(4) 镀液温度过高;

(5) 阴极电流密度小;

(6) 金属铁杂质多;

(7) 有机杂质多。

2. 1. 2 处理方法

(1) 通过分析,补加氯化锌、氯化钾和硼酸至工艺规范;

(2) 适当添加光亮剂;

(3) 用稀盐酸溶液调节pH 至工艺规范;

(4) 降低镀液温度至工艺规范;

(5) 适当提高阴极电流密度;

(6) 加入0.5 ~ 2 mL/L 的双氧水(w = 30%),充分搅拌后,用w = 5% 的氢氧化钠调节pH 至6.2,沉淀、过滤后可除去氢氧化铁;

(7) 在镀液温度为45 °C 时加入1 ~ 3 g/L 活性炭,搅拌约30 min 后过滤;或采用高锰酸钾法处理,即先用稀盐酸调低pH 至3 ~ 4,然后在搅拌的情况下将溶有0.5 ~ 1 g/L 高锰酸钾的热水均匀加入镀液中,再继续搅拌30 min ,然后静置过滤,可除去有机物。

2. 2 发雾、发花

2. 2. 1 产生原因

(1) 镀液温度过高;氯化钾镀锌故障处理

(2) pH 过高;

(3) 槽镀工件过多或阳极面积不够;

(4) 氯化锌含量过低;

(5) 金属铜、铅杂质多;

(6) 光亮剂不足;

(7) 有机杂质多;

(8) 工件基体表面的前处理不良。

2. 2. 2 处理方法

(1) 调低镀液温度至工艺规范;

(2) 调低pH 至工艺规范;

(3) 适当减少工件装载量或增加阳极锌板面积;

(4) 通过分析,补加氯化锌至工艺规范;

(5) 采用置换法(添加1 ~ 3 g 纯锌粉)或小电流密度电解除去铜、铅杂质(铜、铅含量过多还会使低电流密度区镀层呈黑色雾状);

(6) 适当添加光亮剂;

(7) 按上述2.1.2(7)方法处理。

2. 3 起泡,结合力差

2. 3. 1 产生原因

(1) 镀液中氯化钾含量过高;

(2) pH 过低

(3) 阴极电流密度大;

(4) 光亮剂过多;

(5) 金属铁杂质多;

(6) 工件基体含有硅。

2. 3. 2 处理方法

(1) 通过分析,补加氯化钾至工艺规范;

(2) 调高pH 至工艺规范;

(3) 适当降低阴极电流密度;

(4) 用适量的活性炭吸附后过滤;

(5) 按上述2.1.2(6)方法处理;

(6) 通过核实,配制含氢氟酸的混合溶液进行酸洗。可采用300 mL/L 浓盐酸 + 20 mL/L 氢氟酸(wHF = 40%)溶液,其中的氢氟酸能溶解并去除含硅化合物,使工件基体表面完全活化。

2. 4 粗糙,烧焦

2. 4. 1 产生原因

(1) 镀液中氯化锌含量过高(使镀层粗糙)或过低(易烧焦);

(2) 氯化钾和硼酸含量过低;

(3) pH 过高(使镀层粗糙)或过低(导致烧焦);

(4) 光亮剂不足;

(5) 金属铁、铜杂质多。

2. 4. 2 处理方法

(1) 通过分析,调整氯化锌含量至工艺规范;

(2) 补加氯化钾和硼酸至工艺规范;

(3) 调节pH 至工艺规范;

(4) 适当添加光亮剂;

(5) 按上述2.1.2(6)和2.2.2(5)方法处理。

2. 5 黑色条纹,桔皮状镀层

2. 5. 1 产生原因

(1) 镀液pH 过高;

(2) 阴极电流密度大;

(3) 镀液温度过低;

(4) 有机杂质多。

2. 5. 2 处理方法

(1) 将镀液pH 调低至工艺规范;

(2) 适当降低阴极电流密度;

(3) 提高镀液温度至工艺规范;

(4) 按上述2.1.2(7)方法处理。

2. 6 厚度不均,凹处色暗

2. 6. 1 产生原因

(1) 镀液中氯化锌含量过高;

(2) 氯化钾和硼酸含量过低;

(3) pH 过高;

(4) 光亮剂不足;

(5) 镀液温度过高;

(6) 金属铜、铅杂质多。

2. 6. 2 处理方法

(1) 稀释部分镀液或相应提高氯化钾含量;

(2) 通过分析,补加氯化钾和硼酸至工艺规范;

(3) 将镀液pH 调低至工艺规范;

(4) 适当添加光亮剂;

(5) 降低镀液温度至工艺规范;

(6) 按上述2.2.2(5)方法处理。

2. 7 脆性大

2. 7. 1 产生原因

(1) 镀液pH 过高或过低;

(2) 光亮剂过多;

(3) 镀液温度过低;

(4) 金属铁、铜杂质多;

(5) 有机杂质多。

2. 7. 2 处理方法

(1) 将镀液pH 调节至工艺规范;

(2) 用适量的活性炭吸附处理;

(3) 降低镀液温度至工艺规范;

(4) 按上述2.1.2(6)和2.2.2(5)方法处理;

(5) 按上述2.1.2(7)方法处理。

2. 8 边角锌层疏松、低电流密度区色暗

2. 8. 1 产生原因

(1) 镀液中氯化锌含量过低;

(2) pH 过高;

(3) 光亮剂不足;

(4) 镀液温度过高。

2. 8. 2 处理方法

(1) 通过分析,补加氯化锌至工艺规范;

(2) 将镀液pH 调低至工艺规范;

(3) 适当添加光亮剂;

(4) 降低镀液温度至工艺规范。

2. 9 滚镀件有黑眼印

2. 9. 1 产生原因

(1) 镀液pH 过高;

(2) 阴极电流密度大;

(3) 金属铁杂质多。

2. 9. 2 处理方法

(1) 将镀液pH 调低至工艺规范;

(2) 适当降低阴极电流密度;

(3) 按上述2.1.2(6)方法处理。

2. 10 沉积速度慢

2. 10. 1 产生原因

(1) 镀液中氯化锌含量过高或过低;

(2) pH 过低;

(3) 阴极电流密度小;

(4) 光亮剂过多;

(5) 镀液温度过低;

(6) 有机杂质多。

2. 10. 2 处理方法

(1) 通过分析,调整氯化锌至工艺规范;

(2) 将镀液pH 调高至工艺规范;

(3) 适当降低阴极电流密度;

(4) 用适量的活性炭吸附处理;

(5) 提高镀液温度至工艺规范;

(6) 按上述2..1.2(7)方法处理。

2. 11 分散能力差

2. 11. 1 产生原因

(1) 镀液中氯化锌含量过高;

(2) 氯化钾含量过低;

(3) 硼酸含量过低;

(4) pH 过高;

(5) 光亮剂不足;

(6) 金属铜、铅杂质多;

(7) 有机杂质多。

2. 11. 2 处理方法

(1) 稀释部分镀液或提高氯化锌含量;

(2) 通过分析,补加氯化钾至工艺规范;

(3) 补加硼酸至工艺规范;

(4) 将镀液pH 调低至工艺规范;

(5) 适当添加光亮剂;

(6) 按上述2.2.2(5)方法处理;

(7) 按上述2.1.2(7)方法处理。

2. 12 镀液浑浊,呈油状

2. 12. 1 产生原因

(1) 镀液中氯化钾含量过低;

(2) pH 过低;

(3) 光亮剂过多;

(4) 镀液温度过高;

(5) 有机杂质多。

2. 12. 2 处理方法

(1) 通过分析,补加氯化钾至工艺规范;

(2) 将镀液pH 调高至工艺规范;

(3) 用适量的活性炭吸附处理;

(4) 降低镀液温度至工艺规范;

(5) 按上述2.1.2(7)方法处理。

3 结语

实践证明,氯化钾镀锌时发生的质量故障,大多是受有害杂质的影响。除以上所述外,铁杂质还会引起低电流密度区镀层发黄、硝酸出光变灰以及钝化后出现蓝色或黑色污斑等不良现象;铜、铅杂质过多,也会造成镀层钝化后发黑;有机杂质则会导致镀层钝化后出现条纹等疵病。因此,必须加强工艺管理,认真做好镀液维护,定期进行净化。只有这样,才能减少故障的发生。

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